DE19501089C2

DE19501089C2 - Modular throttle valve

Info

Publication number: DE19501089C2
Application number: DE19501089A
Authority: DE
Inventors: Helmut Habicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-01-16
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: DE19501089A1; US5388807A

Description

Die Erfindung betrifft ein Drosselklappenventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a throttle valve according to the Preamble of claim 1.

Ein bekanntes Drosselklappenventil ist in U.S. Patent 5,236,003 des Anmelders erläutert. Solche Ventile haben sich vorzugsweise für kleine Aufgabebehälter bzw. Trichter mit begrenztem Fassungsvermögen bewährt. Die Möglichkeit der schnellen Befestigung und der modularen Struktur führte da zu, daß es auch als Ventil am Auslaß- oder Einlaß-Ende großer Behälter o. ä. verwendet wird. Die selbstzentrierenden Eigenschaften dieses Ventils haben jedoch bei starker Bean spruchung einen Nachteil, nämlich daß die Ventilscheibe in Materialströmungsrichtung verschoben wird. Sind so die auf die Scheibe einwirkenden Kräfte sehr hoch, so kann sich die Scheibe nach unten verschieben. Damit kann der Ventilsitz beim Rotieren der Scheibe verkratzt wer den.A known throttle valve is known in U.S. patent 5,236,003 by the applicant. Such valves have preferably for small feed containers or funnels limited capacity proven. The possibility of fast attachment and the modular structure led there to that it is also used as a valve at the outlet or inlet end large container or similar is used. The self-centering Properties of this valve, however, have a strong bean a disadvantage, namely that the valve disc in Material flow direction shifted becomes. So are the forces acting on the disc very high, the disc can move down. In order to the valve seat can be scratched when the disc rotates the.

Ferner ist es bei einem Drosselklappenventil bekannt (EP 0 156 581), daß die profilierte Ventilsitzfläche zwei Abflachungen zur Abdichtung der Nabe der Ventilscheibe aufweist. Ferner ist es aus DE 32 20 659 A1 bekannt, daß die Ventilscheibe direkt - ohne Zwischen schaltung von Lagerbuchsen zwischen den Wellenzapfen der Ventilscheibe und dem fle xiblen Ventilsitz - in dem flexiblen Ventilsitz gelagert ist.It is also known in a throttle valve (EP 0 156 581) that the profiled Valve seat surface has two flats for sealing the hub of the valve disc. Furthermore, it is known from DE 32 20 659 A1 that the valve disc directly - without intermediate connection of bearing bushes between the shaft journal of the valve disc and the fle xiblen valve seat - is stored in the flexible valve seat.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, das Drosselklappenventil so zu verbessern, daß die selbstzentrierenden Eigenschaften auch bei hoher Belastung aufrechterhalten bleiben, ohne daß das Ventil bzw. der Ven tilsitz Schaden leiden.The object underlying the invention is therefore in improving the throttle valve so that the self-centering properties even under high loads be maintained without the valve or the Ven suffer damage.

Die genannte Aufgabe ist mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.The above object is with the features of the patent claim 1 solved according to the invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown below the drawing explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein modulares Drosselklappen ventil; Figure 1 is a plan view of a modular throttle valve.

Fig. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 2 is a partial section along the line 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1; Figure 3 is a partial section along the line 3-3 in Fig. 1.

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 1; und Fig. 4 is an enlarged partial section along the line 4-4 in Fig. 1; and

Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine geän derte Ausführungsform mit gleicher Blickrichtung wie in Fig. 2, jedoch um 180° gedreht. Fig. 5 is an enlarged partial section through a modified embodiment with the same viewing direction as in Fig. 2, but rotated by 180 °.

Der Aufbau des in den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellten Dros selklappenventils 10 ist dem in U.S. 5,236,003 dargestellten Ventil sehr ähnlich. Das Ventil besitzt eine Ventilscheibe 12, einen Ventilsitz 14, ein Gehäuse 16 und mindestens einen mit Gelenk versehenen Schnellkupplungsring 18.The structure of the throttle valve 10 shown in FIGS . 1, 2, 3 and 4 is very similar to the valve shown in US 5,236,003. The valve has a valve disk 12 , a valve seat 14 , a housing 16 and at least one articulated quick coupling ring 18 .

Die Ventilscheibe 12 besitzt zwei an ihr durch Schweißen o. ä. befestigte Naben 20. Die Schweißverbindung der Naben 20 ist vorzugsweise profiliert, um eine glatte Durchströmfläche zu erhalten und so das Ansetzen von Material zu vermeiden. Die Wellenstummel 22 und 24 liegen auf einer gemeinsamen Achse und sitzen an den Naben 20. Die Naben 20 sind vorzugs weise rund mit halbkugeligen inneren Enden. Vorzugsweise sind die Durchmesser der Wellen 22 und 24 kleiner als die der Naben 20. In Fig. 3 besitzt die Welle 22 einen Abschnitt 26 mit verkleinertem Durchmesser 26, der um einen bestimmten Abstand vorsteht. Dieser Abschnitt 26 kann mit der Welle 22 einstückig oder auch getrennt ausgebildet sein, also ein Stift oder eine Nocke o.a. sein.The valve disk 12 has two hubs 20 attached to it by welding or the like. The welded connection of the hubs 20 is preferably profiled in order to obtain a smooth flow-through surface and thus to avoid the build-up of material. The shaft ends 22 and 24 lie on a common axis and are seated on the hubs 20 . The hubs 20 are preferably round with hemispherical inner ends. The diameters of the shafts 22 and 24 are preferably smaller than that of the hubs 20 . In Fig. 3, the shaft 22 has a portion 26 with a reduced diameter 26 which protrudes by a certain distance. This section 26 can be formed in one piece with the shaft 22 or also separately, that is, it can be a pin or a cam or the like.

Die Welle 24 ist so lang, daß sie sich über das Ventil 20 nach außen erstreckt und damit die Ventilscheibe 22 drehbar ist, um sie zwischen einer Schließlage und einer Öffnungsla ge zu verschwenken. Fig. 1 zeigt die Schließlage. Das Ende der Welle 24 kann gegenüber der Nabe 20 bei 28 quadratisch o. ä. sein. Antriebe sind in U.S. 5,236,003 dargestellt.The shaft 24 is so long that it extends over the valve 20 to the outside and thus the valve disc 22 is rotatable to pivot it between a closed position and an opening position. Fig. 1 shows the closed position. The end of the shaft 24 can be square or the like at 28 relative to the hub 20 . Drives are shown in US 5,236,003.

Die Scheibe 12 ist zur Verringerung der Reibung glatt po liert. Die Umfangskante hat einen in Fig. 4 dargestellten Radius. Beispielsweise hat eine Scheibe aus 11 ga. rost freiem Stahl einen Radius von vorzugsweise 2,54 mm.The disc 12 is smooth po liert to reduce the friction. The peripheral edge has a radius shown in FIG. 4. For example, a disc made of 11 ga. stainless steel preferably a radius of 2.54 mm.

Das Gehäuse 16 besitzt eine zylindrische Durchgangsbohrung 30, eine Gegenbohrung 32 und einen äußeren Durchmesser 34. Die Gegenbohrung 32 liegt im wesentlichen konzentrisch zur Durchgangsbohrung 30. Die Gegenbohrung 32 hat eine bestimmte Tiefe und bildet so einen Flansch 36. Das Gehäuse 16 besitzt ferner einen ersten Halteflansch 38 und einen zweiten Halte flansch 40. Beide Flansche 38 und 40 sind außen radial am Durchmesser 34 des Gehäuses 16 angeformt. Beide Flansche 38 und 40 besitzen ein bestimmtes Profil, das zu dem Kuppelring 18 paßt. Eine zweite Schulter 39 ist in der Gegenbohrung 32 des Gehäuses 16 angeordnet und liegt um 180° gedreht gegen über einer ersten Öffnung 41. Diese ist so ausgebildet, daß zwischen der Welle 24 und den Wandungen ein bestimmtes Spiel vorgesehen ist.The housing 16 has a cylindrical through bore 30 , a counter bore 32 and an outer diameter 34 . The counter bore 32 is essentially concentric with the through bore 30 . The counterbore 32 has a certain depth and thus forms a flange 36 . The housing 16 also has a first holding flange 38 and a second holding flange 40 . Both flanges 38 and 40 are formed radially on the outside on the diameter 34 of the housing 16 . Both flanges 38 and 40 have a certain profile that fits the coupling ring 18 . A second shoulder 39 is arranged in the counterbore 32 of the housing 16 and is rotated through 180 ° relative to a first opening 41 . This is designed so that a certain play is provided between the shaft 24 and the walls.

Der Kupplungsring 18 hat eine V-förmige Nut 44 an seiner In nenfläche 46 der beiden halbkreisförmigen Ringabschnitte 48 und 50. Diese sind über die Gelenkplatte 52 schwenkbar mitein ander verbunden. Der Kupplungsring 18 wird am Gehäuse 16 mit einem Bolzen und Spannmutter 54 festgeklemmt. Eine ge schlitzte Öffnung 56 erlaubt ein schnelles Öffnen bzw. Befe stigen des Kupplungsringes 18.The coupling ring 18 has a V-shaped groove 44 on its inner surface 46 of the two semicircular ring sections 48 and 50 . These are pivotally connected to each other via the hinge plate 52 . The coupling ring 18 is clamped to the housing 16 with a bolt and clamping nut 54 . A ge slotted opening 56 allows a quick opening or BEFE stigen the coupling ring 18th

Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, hat der Ventilsitz 14 einen äußeren Durchmesser 58, eine profilierte Sitzfläche 60 und Enden 62. Der Ventilsitz 14 ist von bestimmter Länge, gemessen als Abstand zwischen den Enden 62. Die profilierte Sitzfläche 60 ist so ausgeformt, daß ein Innendurchmesser am Mittelpunkt 64 zwischen den Enden 62 etwa 0,3 mm kleiner ist als der Innen durchmesser an den Enden 62. Vorzugsweise hat der Mittel punkt 64 einen radialen Scheitelabschnitt, der glatt in die Enden 62 einläuft.As particularly FIG. 4 shows, the valve seat 14 has an outer diameter 58, a profiled seat 60 and ends 62. The valve seat 14 is of a certain length, measured as the distance between the ends 62 . The profiled seat surface 60 is shaped such that an inner diameter at the center 64 between the ends 62 is about 0.3 mm smaller than the inner diameter at the ends 62 . Preferably, the center point 64 has a radial apex section that runs smoothly into the ends 62 .

Der Ventilsitz 14 ist vorzugsweise aus einem elastischen Ma terial, beispielsweise einem FDA-geprüften Elastomer herge stellt. Die Härte des Elastomer beträgt vorzugsweise etwa 40 Durometer. Der Ventilsitz 14 besitzt ferner zwei querlaufen de eingeformte Öffnungen 66. Die Größe der Öffnungen 66 ist so gewählt, daß sich mit den Wellen 22 und 24 ein enger La gersitz ergibt. Beträgt beispielsweise der Durchmesser der Wellen 22 und 24 19 mm, so sollte die Öffnung einen Durch messer von etwa 18,4 mm besitzen. Auf der Innenfläche des Sitzes 14 angeformte Abflachungen 67 liefern eine Flächen dichtung. Diese Abflachungen 67 stoßen an die Stirn der Na ben 20. Der Abstand zwischen den entgegengesetzten Abfla chungen 67 ist etwas kleiner als der Abstand zwischen den Stirnflächen der Naben 20. Dieser Längenunterschied ergibt für die Scheibe 12 eine Vorspannwirkung, die zu einem Selbstzentrieren der Scheibe 12 gegenüber dem Sitz 14 führt.The valve seat 14 is preferably made of an elastic material, for example an FDA-approved elastomer. The hardness of the elastomer is preferably about 40 durometers. The valve seat 14 also has two cross-shaped de molded openings 66 . The size of the openings 66 is selected so that there is a narrow bearing seat with the shafts 22 and 24 . For example, if the diameter of the shafts 22 and 24 is 19 mm, the opening should have a diameter of approximately 18.4 mm. On the inner surface of the seat 14 molded flats 67 provide a surface seal. These flats 67 abut the forehead of the ben 20th The distance between the opposite Abfla corrections 67 is slightly smaller than the distance between the end faces of the hubs 20th This difference in length results in a prestressing effect for the disk 12 , which leads to a self-centering of the disk 12 relative to the seat 14 .

Gemäß den Fig. 1 bis 4 ist zum Befestigen des Ventilsitzes 14 ein mit Schulter versehener Klemmring 68 vorgesehen. Da bei ist der Ventilsitz 14 abgedichtet und zwischen dem Flansch 36 und einer Stirnfläche 70 des Klemmrings 68 fest gehalten. Dieser Klemmring besitzt eine zweite Durchgangs bohrung 72, einen Schulterdurchmesser 74 und einen dritten Halteflansch 76. Die Größe des Schulterdurchmessers 74 ist so gewählt, daß sich ein enger Sitz in der Gegenbohrung 32 des Gehäuses 16 ergibt. Die Größe des dritten Halteflansches 76 ist so gewählt, daß er zum zweiten Halteflansch 40 paßt. Der dritte Halteflansch 76 ist ferner so profiliert, daß er von dem Kupplungsring 18 vorzugsweise im Anschlag an dem zweiten Halteflansch 40 gehalten wird. Referring to FIGS. 1 to 4 provided with a shoulder clamping ring 68 is provided for securing the valve seat 14. Since the valve seat 14 is sealed and firmly held between the flange 36 and an end face 70 of the clamping ring 68 . This clamping ring has a second through hole 72 , a shoulder diameter 74 and a third retaining flange 76 . The size of the shoulder diameter 74 is selected so that there is a tight fit in the counterbore 32 of the housing 16 . The size of the third retaining flange 76 is selected so that it fits the second retaining flange 40 . The third retaining flange 76 is also profiled so that it is preferably held in abutment against the second retaining flange 40 by the coupling ring 18 .

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat sich herausge stellt, daß ein Spiel zwischen dem verkleinerten Durchmes ser-Abschnitt 26 und dem zweiten Flansch von etwa 0,59 mm die Bewegung der Ventilscheibe 12 in Richtung des Material durchflusses minimiert, während die selbstzentrierenden Eigenschaften des Ventils beibehalten werden. Diese Begren zung der Bewegung ist besonders bedeutsam, wenn das Ventil am Auslaßende großer Behälter mit strömungsfähigem Material angeordnet ist. Ein ähnliches Spiel sollte zwischen der ersten Öffnung 41 und der zugehörigen Welle 24 vorhanden sein.In the preferred embodiment, it has been found that a clearance between the reduced diameter portion 26 and the second flange of about 0.59 mm minimizes the movement of the valve disc 12 in the direction of the material flow while maintaining the self-centering properties of the valve . This limitation of movement is particularly significant when the valve is located at the outlet end of large containers with fluid material. A similar game should exist between the first opening 41 and the associated shaft 24 .

Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dann wirk sam, wenn das Ventil vom Material in Pfeilrichtung der Fig. 2 durchströmt wird. Eine zweite Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird bevorzugt, wenn der Materialstrom umgekehrt ist oder in beiden Richtungen verläuft. In dieser Ausführungsform ist ein Anschlag 78 gegenüber der zweiten Schulter 39 angeord net. Eine Stirnseite dieses Anschlags 78 liegt etwa 0,59 mm von dem Abschnitt 26 mit verkleinertem Durchmesser entfernt. Es hat sich herausgestellt, daß ein in den Klemmring 68 ein gepreßter Stift zufriedenstellende Resultate liefert. Dieser Stift erlaubt auch ein einfaches Zerlegen des Ventils. Als Anschlag kann auch ein Anschlagklotz am Gehäuse befestigt sein. Der Anschlag 78 begrenzt die Verlagerung der Ventil scheibe 12 bei hohen auf die Scheibe 12 einwirkenden Kräfte.The first embodiment of the invention is effective sam if the material flows through the valve in the direction of the arrow in FIG. 2. A second embodiment according to FIG. 5 is preferred if the material flow is reversed or runs in both directions. In this embodiment, a stop 78 is arranged opposite the second shoulder 39 . An end face of this stop 78 is approximately 0.59 mm from the section 26 with a reduced diameter. It has been found that a pin pressed into the clamping ring 68 gives satisfactory results. This pin also allows easy disassembly of the valve. A stop block can also be attached to the housing as a stop. The stop 78 limits the displacement of the valve disc 12 at high forces acting on the disc 12 .

Claims

1. Throttle valve with improved load characteristics consisting of

(A) a valve disc ( 12 ) which is pivotable between an open and closed position, and with opposite hubs ( 20 ) is seen, on which shafts ( 22, 24 ) are provided, the one shaft ( 24 ) extends outwardly for actuation and a second shaft ( 22 ) is provided with a reduced diameter portion of certain length ( 26 );
(B) a housing ( 16 ) with a first through bore ( 30 ), a Ge counter bore ( 32 ) of a certain depth to form a support ( 36 ), with a first and second retaining flange ( 38, 40 ) on the housing for fastening a coupling ring ( 18 ) with a transverse opening ( 41 ) for pushing through the first shaft ( 24 ) and a second support ( 39 ) of a certain size and depth in a wall of the housing opposite the transverse opening ( 41 );
(C) a flexible valve seat ( 14 ) with a profiled valve seat surface ( 60 ), with two transverse openings ( 66 ), with an outer diameter, the size of which is selected so that the valve seat ( 14 ) fits removably in the counter bore of the housing , Each of the openings ( 66 ) has a certain diameter for a tight bearing seat of the two shafts ( 22 , 24 ) and the profi lated valve seat surface ( 60 ) has two flats ( 67 ) for sealing against the radially outer end faces of the hubs ( 20 ) ;
(d) a clamping ring ( 68 ), which has a second through hole ( 72 ), a shoulder ( 74 ) and a third retaining flange ( 76 ), the second through hole ( 72 ) being substantially equal to the diameter of the first through hole ( 30 ), the shoulder ( 74 ) of the clamping ring ( 68 ) sits in the counterbore ( 32 ) and holds the valve seat ( 14 ) between an end face ( 70 ) of the clamping ring ( 68 ) and the support ( 36 ) of the housing, and the third Retaining flange ( 76 ) is profiled so that it is fastened together with the second retaining flange ( 40 ) of the housing by the quick coupling ring ( 18 ),

wherein the valve disc ( 12 ) for self-centering in a direction transverse to the material flow direction in which the elastic valve seat is mounted and preloaded, and a second clearance between the portion ( 26 ) of reduced diameter of the second shaft ( 22 ) and the second support ( 39 ) is provided, which interacts with the first play between the shaft ( 24 ) and the passage opening ( 41 ) in the housing in order to limit a movement of the valve disk ( 12 ) in relation to the valve seat ( 14 ) in the material flow direction.

2. Throttle valve according to claim 1, characterized in that the quick coupling ring ( 18 ) has two semicircular halves ( 48 , 50 ) which are pivotally connected to an articulated plate ( 52 ) and which are provided at the opposite end with a pivotable fastening device ( 54 ) .

3. Throttle valve according to claim 2, characterized in that the semicircular halves ( 48 , 50 ) have a V-shaped groove ( 44 ) on the inside, which cooperates with the retaining flanges on the clamping ring and the housing.

4. Throttle valve according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve seat surface ( 60 ) is profiled so that its inner diameter at the center ( 64 ) compared to the inner diameter at the two ends ( 62 ) is reduced by a certain amount .

5. Throttle valve according to claim 4, characterized in that the inner diameter at the center ( 64 ) has a radial apex section which runs smoothly into the two ends ( 62 ).

6. Throttle valve according to one of claims 1 to 5, characterized in that a stop ( 78 ) is provided which is arranged at a certain distance from the second support ( 39 ) in order to shift the valve disc ( 12 ) relative to the valve seat ( 14 ) limit in a direction parallel to the material flow direction on both sides.

7. Throttle valve according to claim 6, characterized in that a longer pin ( 78 ) is used as a stop, which is attached to the clamping ring ( 68 ).